Treno TGV ad alta velocità. Storia dell'invenzione e della produzione

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Recentemente, in molti paesi del mondo, c'è stata una rinascita nello sviluppo del trasporto ferroviario. È associato a un forte aumento della velocità del traffico passeggeri. A seguito dell'aumento delle velocità di viaggio e della riduzione dei tempi di viaggio, un numero significativo di passeggeri è stato reinserito nel trasporto ferroviario.

Aumentare la velocità dei treni è sempre stato uno dei compiti principali del trasporto ferroviario. Nel 1829, un treno guidato dalla locomotiva a vapore Rocket raggiunse una velocità di 85 chilometri orari. Nel 1890, in Francia, la locomotiva a vapore Crampton guidava un treno del peso di 157 tonnellate già a una velocità di 144 chilometri orari. Il limite di velocità di 200 chilometri orari nel 1903 fu superato da un treno elettrico tedesco, avendo sviluppato una velocità di 210 chilometri orari sulla tratta Zossen-Marenfeld. Il record di velocità stabilito in Francia nel 1955 da un treno a motore - 331 chilometri orari - era già migliorato nel 1981, quando un treno TGV raggiunse una velocità di 380 chilometri orari.

Sulle ferrovie estere si considera traffico ad alta velocità il movimento di treni passeggeri con una velocità massima di almeno 200 chilometri orari. Allo stesso tempo, nella sua organizzazione prevalgono due tendenze: la modernizzazione delle linee esistenti con l'implementazione di velocità massime di circa 200 chilometri orari e la costruzione di linee passeggeri speciali ad alta velocità con velocità consentite di 250-270 chilometri orari.

Un esempio di linee specializzate ad alta velocità sono le linee TGV - Sud Est e Atlantico in Francia. Nel continente europeo, la Francia è stata un pioniere nell'organizzazione del traffico ad alta velocità. All'inizio della costruzione di autostrade ad alta velocità, gli specialisti francesi avevano un'esperienza abbastanza solida: sulle lunghe linee, i treni con trazione locomotiva sviluppavano velocità fino a 200 chilometri all'ora. Alcuni di questi treni, denominati "Capitol", "Coral", "Mistral", sono ancora inclusi nel sistema dei treni espressi transeuropei. Un tentativo di aumentare la loro velocità di movimento non ha avuto successo. Poi, sulla linea Parigi-Cherbourg, hanno cercato di realizzare velocità di 250-300 chilometri orari su treni turbo, ma a causa del rumore prodotto, questi esperimenti hanno dovuto essere abbandonati. Il tanto atteso successo arrivò solo con la costruzione di autostrade elettriche.

Treno TGV ad alta velocità
Treno TGV

TGV - i primi treni ad alta velocità europei. Nel 1983, in Francia, sono entrati nella nuova linea Parigi-Sud-Est. Si tratta di treni da dieci carrozze, comprese due carrozze di testa e otto carrozze trainate tra di loro. In un treno di tredici carrelli, ci sono sei carrelli motore, compresi i carrelli terminali a due assi della parte articolata dei vagoni rimorchio. Questo design rende facile sganciare l'auto dal treno. Nella parte articolata del treno, gli assi dei gruppi di perno sono posti alle estremità delle carrozzerie dei vagoni articolati.

"Le prime versioni del treno TGV", scrive V.I. Volkov nel suo libro, "sono state progettate per il movimento di massa dei passeggeri. Pertanto, quasi il 72 percento dei posti di 2a classe. I posti di 1a classe, tre di fila, sono forniti solo in tre C'è un bar in una delle cinque vetture di 2a classe e ci sono strutture per servire cibo e bevande ai posti di 1a e 2a classe.

Il treno TGV ha una sezione trasversale ridotta rispetto al materiale rotabile convenzionale. Anche l'altezza del corpo dal livello delle teste dei binari è stata ridotta di oltre mezzo metro. Ciò ha permesso di ridurre notevolmente la resistenza del treno e di migliorare l'accesso alle carrozze dai binari bassi.

Affinché i treni elettrici TGV possano operare al di fuori della nuova linea nelle regioni sud-orientali della Francia, sono realizzati su due sistemi di corrente: alternata a 25 kV, 50 Hz e diretta a 1,5 kV. Come motori di trazione vengono utilizzate macchine elettriche a corrente continua con eccitazione in serie, montate sulla carrozzeria della vettura.

L'equipaggiamento elettrico del treno comprende un trasformatore principale, un convertitore di impulsi per il funzionamento in corrente continua e un raddrizzatore misto per il funzionamento in corrente alternata, nonché altre apparecchiature. I treni TGV possono operare in modalità duale.

Gli studi condotti dall'Unione internazionale delle ferrovie nel 1974 sull'autostrada Parigi-Lione hanno mostrato che la velocità più economica qui è di 270 chilometri orari, poiché a una velocità inferiore non sarebbe sufficientemente competitiva rispetto al trasporto aereo e a una velocità maggiore aumenterebbe notevolmente il costo della capacità installata e dell'energia consumata. L'esperienza di gestione di tali treni espressi ha dimostrato la loro elevata efficienza.

Già nel 87 è stato firmato il contratto per la fornitura dei primi 1976 TGV. Si presumeva che i costi connessi all'attuazione di questo accordo ammontassero a 5400 milioni di franchi. Nel 1977, i costi superavano del quattro percento l'importo del contratto.

La messa in servizio dei treni TGV ha comportato un risparmio di 3139 milioni di franchi sul materiale rotabile classico, poco meno della metà del costo di produzione dell'intero materiale rotabile per la linea TGV-Sud-Est.

Per le linee TGV-Atlantico è stato realizzato un nuovo treno elettrico ad alta velocità, il TGV-A, che presenta caratteristiche tecniche, tecnologiche e commerciali più avanzate. È più snello. Il suo aspetto si sposa bene con la decorazione interna migliorata.

Questi treni si distinguono anche per un colore particolare: bianco-argento e blu. Le portiere delle vetture sono dipinte con colori vivaci e variegati, sottolineando le diverse finalità delle stanze offerte ai passeggeri. Il volume dei locali interni è stato aumentato a causa dell'ampliamento dei carri.

Il treno TGV-A è composto da due carrozze di testa e 10 carrozze trainate. Tre auto di 1a classe (116 posti), un vagone bar e sei auto di 2a classe (369 posti), 485 posti in totale. I treni possono essere formati in coppia. In questo caso, si ottengono mille posti. Per la comodità del movimento dei passeggeri all'interno del treno, le porte sono state eliminate. L'impianto di climatizzazione è pressoché silenzioso e funziona in due modalità a seconda delle condizioni climatiche esterne.

Due delle tre carrozze di 1a classe su ciascun lato della navata centrale hanno sei saloni a forma di semi-scomparti a quattro posti con poltrone poste su entrambi i lati del tavolo. Di fronte a ogni semiscomparto ci sono due sedili con tavoli tra di loro. La terza carrozza di 1a classe dispone di una sala fumatori da otto posti. Le carrozze di 2a classe sono progettate per famiglie e giovani passeggeri. A tal fine è stato aumentato il numero dei posti posti uno di fronte all'altro.

"Nei treni TGV-A, il principio della loro composizione è rimasto invariato, il design dei carrelli è stato preservato, il sistema di raccolta della corrente e sospensione dei motori di trazione è rimasto invariato", scrive V.I. Volkov. garantisce il controllo costante di tutti i sistemi.Il massimo la velocità del TGV-A sulle linee ad alta velocità raggiunge i 300 chilometri orari rispetto ai 270 chilometri orari dei treni di prima generazione. L'utilizzo di un motore di trazione sincrono consente a questo treno di viaggiare con quattro assi motore anziché sei.

Il TGV-A è dotato di un freno elettrico indipendente dalla rete di contatti, perché il motore di trazione sincrono in modalità generatore è eccitato dalla batteria e la potenza frenante è estinta dalle resistenze. Per le vetture di questo treno sono stati sviluppati freni a disco che forniscono una forza frenante del settanta per cento superiore a quella raggiunta sul TGV.

Poiché la capacità passeggeri del treno TGV-A è superiore a quella del TGV, si è ottenuta una significativa riduzione del consumo di energia per passeggero-chilometro. Questi risparmi sono in gran parte dovuti al miglioramento dell'aerodinamica. I calcoli mostrano che anche il costo della manutenzione dei treni TGV-A per passeggero-chilometro è inferiore del venti per cento".

Nella prima fase, la Società nazionale delle ferrovie francesi (SOFJD) ha costruito la linea TGV-Sud-Est, che comprendeva l'autostrada Parigi-Lione e le sezioni adiacenti della regione sud-orientale. Durante la creazione di questa linea, designer e costruttori hanno aderito a due principi. Da un lato, la linea ad alta velocità dovrebbe fondersi organicamente con le ferrovie esistenti, ovvero il loro materiale rotabile e i treni espressi ad alta velocità possono spostarsi liberamente dalla linea ad alta velocità alle sezioni adiacenti e viceversa. Esiste invece una rigorosa specializzazione delle linee ad alta velocità per il trasporto di passeggeri.

Naturalmente, quando i treni espressi si muovono lungo le linee ordinarie, la loro velocità è limitata dalle disposizioni tecniche di queste autostrade. Questa decisione ha consentito di utilizzare appieno le strutture di stazione esistenti, le stazioni e di non creare una nuova infrastruttura per le linee ad alta velocità. Inoltre, la capacità dei treni ad alta velocità di continuare a muoversi lungo le arterie di trasporto in acciaio convenzionali consente la consegna diretta dei passeggeri a numerose stazioni situate sui rami delle linee ad alta velocità.

La separazione del traffico merci e passeggeri aumenta l'efficienza del trasporto aumentando la frequenza dei treni su sezioni specializzate. Questa è l'opzione migliore in termini di sicurezza del traffico. Inoltre, quando si costruiscono linee specializzate solo per il traffico passeggeri ad alta velocità, è possibile risolvere nel modo più completo ed economico i problemi di implementazione delle alte velocità.

L'esperienza francese mostra che le linee ad alta velocità possono essere utilizzate in modo abbastanza efficace per la promozione dei treni postali e frigoriferi ad alta velocità.

La linea ad alta velocità TGV-Sud-Est è stata progettata per velocità fino a 300 chilometri orari, con una riserva per il futuro. Negli anni '1990, i treni passeggeri viaggiavano qui a una velocità massima di 270 chilometri orari e la velocità commerciale nel messaggio Parigi-Lione raggiungeva i 213 chilometri orari, il che riduceva il tempo di percorrenza dei treni espressi in media di 1 ora e 50 minuti. L'esperienza di gestione dell'autostrada che collega Parigi con la regione, dove vive circa il quaranta per cento della popolazione del paese, ha dimostrato la sua efficacia.

Affidabile anche la linea TGV: solo 1,7 fermate di treno ogni milione di chilometri per malfunzionamento delle apparecchiature. Tali indicatori di elevate prestazioni del materiale rotabile sono assicurati da un servizio di manutenzione preventiva ben funzionante. I treni ad alta velocità sono regolarmente sottoposti a controlli tecnici.

Nel 1989 è entrato in funzione il ramo occidentale della linea TGV Atlantic della ferrovia ad alta velocità Parigi-Le Mans. Un anno dopo, la circolazione dei treni ad alta velocità è stata aperta sul ramo sud-occidentale di questa linea verso la città di Tours.

A Parigi, la maggior parte della linea è posata in gallerie coperte. Questa maggiore sicurezza. Lungo l'autostrada sono organizzati percorsi pedonali e ciclabili, aiuole e prati. Nelle aree densamente popolate, lungo la linea sono installate barriere protettive e schermi per ridurre i livelli di rumore e vibrazioni. Per il passaggio attraverso la fila degli animali selvatici sono stati predisposti dieci appositi passaggi seminati ad erba.

Nell'ambito dell'ulteriore sviluppo della rete delle ferrovie ad alta velocità dell'Europa occidentale in Francia, è stato costruito il TGV-Nord per collegare Londra, attraverso un tunnel sotto la Manica, con il Belgio, i Paesi Bassi e la Germania. Inoltre, tutte e tre le linee del TGV erano collegate.

I treni ad alta velocità sono stati creati da Germania, Italia, Giappone, Stati Uniti, Australia. In Russia, un treno Sokol simile (VSM250) è solo in fase di prova.

Si presume che il suo peso sarà di 712 tonnellate. "Falcon" sarà composto da quattro autovetture, auto con convertitori, rimorchi e auto da rimorchio - 12 in totale. Il numero totale di passeggeri è 712. La velocità di progetto è di 250 chilometri orari.

Autore: Musskiy SA

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Gli scienziati della Heriot-Watt University hanno saldato insieme vetro e metallo utilizzando un sistema laser ultraveloce: una vera rivoluzione nel settore!

Grazie al nuovo sistema laser degli specialisti Heriot-Watt, vari materiali ottici come quarzo, vetro borosilicato e persino zaffiro sono stati saldati con successo a metalli come alluminio, titanio e acciaio inossidabile. L'apparecchiatura fornisce impulsi di luce infrarossa molto brevi (picosecondi) alla giunzione dei materiali, il che aiuta a fonderli insieme in modo efficace. Gli scienziati hanno già notato l'enorme potenziale di tale saldatura per l'intera base di produzione del prossimo futuro. Questo processo potrebbe trovare applicazioni nel settore aerospaziale, della difesa, dell'ottica e persino dell'assistenza sanitaria.

Il professor Duncan Hand, direttore dell'EPSRC Manufacturing Innovation Center presso la Heriot-Watt University, spiega che materiali tradizionalmente dissimili sono molto difficili da saldare insieme a causa dei loro diversi punti di fusione. Le alte temperature ei cambiamenti strutturali dovuti alla dilatazione termica portano alla distruzione di materiali fragili come il vetro.

"Attualmente, le apparecchiature e i prodotti che utilizzano vetro e metallo tengono spesso insieme questi due materiali con la colla. È inaffidabile, perché nel tempo le parti incollate iniziano a diffondersi in direzioni diverse. Inoltre, i componenti organici della colla emettono composti volatili , che ha anche un impatto negativo sulla durata del prodotto", afferma Hand.

Nella sua tecnica, l'intero processo si basa su impulsi laser incredibilmente brevi. Ogni impulso dura solo pochi picosecondi.

"Per capire quanto è piccolo, confronta un secondo normale con un intervallo di tempo di 30 anni!" lui spiega.

Le parti da saldare vengono poste a stretto contatto e il laser viene focalizzato attraverso l'ottica per fornire una piccola area di effetto e ad alta intensità al confine del giunto. Quindi, durante i test, la potenza di picco è stata di un megawatt, e questo è su un'area di pochi micron. È così che un microplasma, una minuscola sfera-fulmine, si forma all'interno della regione di fusione, che fonde i materiali. Le cuciture sono state testate per la resistenza da -50°C a 90° e ne escono indenni - una grande garanzia che non falliranno in ambienti estremi come lo spazio esterno.

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